案例教学法在微生物教学中激发学生实践创新能力的研究

摘 要: 本文介绍了案例教学法在环境专业微生物学的教学中的应用,详细描述了案例教学法在激发学生实践创新能力方面的作用。教师通过选择合理的案例,提出合适的问题,以及组织学生对问题进行讨论,可以激发学生的学习兴趣,也可以调动教师的思维,有利于培养学生分析问题和解决问题的能力。

关键词: 环境专业 微生物教学 案例教学法

创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。二十一世纪是知识经济的时代,其核心在于创新,包括知识创新和技术创新,而知识创新和技术创新实现的核心问题取决于人的创新精神、创新意识和创新能力,因而在新世纪新型人才的培养变成了时代向教育事业提出的课题。只有不断地培养出具有创新意识和创新能力的创新型人才,我国才有能力参与日益激烈的国际竞争,并且在竞争中立于不败之地。这就要求社会必须重视并加强大学生创新能力的开发和培养。

创新型人才首先应具备的素质是有创新方面的兴趣,其次是自我学习的能力和一定的团队精神,基础知识的掌握更是重中之重。创新型人才要具备的素质还有独到的思维方式、探索精神、勤奋的习惯、良好的品德修养与责任感、交流能力等。

我在多年的微生物教学过程中,积极运用各种教学手段竭力开发学生的自主思维和创新能力,其中最重要的一个教学手段就是在教学过程中积极引入前人在本专业研究领域的主要成果——案例,取得了良好的教学效果。

一、案例教学法在环境专业微生物学教学中的必要性

案例分析法(Case Analysis Method)由哈佛大学于1880年开发完成,后被哈佛商学院用于培养高级经理和管理精英的教育实践,逐渐发展成今天的“案例分析法”。目前,这种教学手法已经在各个高校的法律、管理等专业的教学中得到了广泛的应用。如何将这种方法更好地应用于理工科学生的教学实践,由此开发学生的实践创新能力,是广大理工科教师值得研究和实践的一个新的领域。

微生物学作为一门理论性与实践性都很强的课程,是环境专业学生必修的专业基础课之一。所讲述的内容主要是在介绍各种微生物的形态、结构和功能的基础上介绍微生物的生理、遗传与变异,以及其在环境科学与环境工程中的应用与实践。特别是微生物在环境科学与环境工程中的应用,新开发的研究技术和工艺比较多,如果教师只是照本宣科,知识更新的速度就会很慢,学生的思维就会受到限制。大学二年级时,学生接触微生物学,接触大量的微生物,内容多而又很杂乱,各种微生物的生物学形状有很多相似之处,很难记忆。同时由于学生未接触过实践,对一些技术和工艺的认识很少,对于利用微生物为本专业服务的理解很不够。因此,学生普遍感到枯燥、零散、难以记忆,同时感觉不到本学科与自己将来工作的关系,从而缺乏学习的兴趣。为此,我们在教学过程中广泛利用学校图书馆数据库、图书与丰富的网络资源提取大量新近的研究案例,提出问题让学生体会微生物在环境专业中的应用价值,教学效果得到了很大的提高。

二、案例教学法在微生物学教学中的具体操作

1.准备阶段

(1)选择合适的案例

案例的选择要有代表性、启发性和可讨论性,能够体现出典型的相关知识,方便提出问题,并具有思考和讨论的余地。学生经过对案例的了解,结合理论的学习,有利于对知识的温故知新,给抽象的理论赋予形象客观的诠释,训练思维能力。

(2)选择合适的问题

根据教学大纲的要求,教师要选择与实践关系特别密切的重点内容和一些难以理解、记忆的知识点提出问题,如:在环境检测领域如何检测水体中的大肠杆菌?最原始的方法是什么?涉及到微生物培养基研究领域的什么问题?研究者在传统方法应用过程中又遇到了什么问题?如果是你怎样解决?随着生物技术的不断发展,现代快速的大肠杆菌的检测技术有哪些?根据你已经学过的各种技术加以总结,等等,使整个教学过程紧紧围绕问题展开并最终能够解决问题。

2.实施阶段

(1) 提出案例和问题

此阶段的教学时间控制在十分钟,教师在全面介绍微生物学基础理论之后,在“微生物在本专业的应用”的教学中引入案例,让学生能够应用已学的微生物学知识来分析对照,在巩固知识的同时产生对案例中可能涉及到的尚未学习的知识的浓厚兴趣。在激发起学生的兴趣后,教师要提出和本案例相关的问题,最重要的一点是:还原该案例的研究全过程,从发明者的灵感来源到技术关键问题的解决过程,从原理的知识基础到实际解决的环境领域的问题,使学生充分想象,假想自己是研究者,回到案例里面提到的新技术的研究现场,如何提出问题、分析问题、解决问题,使学生能带着问题边听课边思考。

(2)组织讨论

在提出案例和问题以后教师简要介绍案例,帮助学生还原研究现场,组织学生讨论,根据问题的需要将学生分成若干组,假设每个学生都是该案例研究组里的一员,教师帮助学生找出研究过程中存在的问题,要求学生在十分钟之内找到研究过程中存在的问题的解决方案。

(3)问题总结

学生讨论结束以后,教师组织学生进行问题解决方案的总结。每组派代表将本小组讨论的结果简述给老师和同学,然后进行课堂讨论。先由学生回答其他小组提出的相关问题和不同意见,教师对学生回答的问题进行总结,并将学生回答的问题与讲授的内容进行梳理,根据教学大纲的要求,归纳总结,使学生容易理解并记忆。

3.实施要点

(1)由于案例是教科书上没有的新近研究技术或工艺,学生无法完全通过材料了解案例的全部背景与内容,因此教师应仔细解释说明。

(2)若小组在研究问题时思考方向与训练内容有误差,教师应及时修正。

(3)各组讨论出解决方案时,如果教师发现各组提出的方案没有新意应加以提示,以促使他们更深入地思考。

(4)在全体讨论解决问题的方案时,教师要鼓励其他几组提出质询,并阐明与自己观点差异所在,以相互激发灵感。

(5)教师在挑选案例时,应根据课程的目的和时间找出案例的重点内容,要在45分钟内完成一个讨论和总结,所以问题不宜过多。

三、教学效果

创新是一个民族的灵魂,接受高等教育的大学生更应该具有良好的创新精神。我们围绕提高学生的创新意识开展教学工作,已经取得了明显效果。

首先,学生对微生物学的兴趣非常浓厚,经常主动提出问题,在95%的课时中学生的出勤率达到100%。

其次,在微生物领域,学生的科技创新意识越来越浓厚,从2008年开始,我院的学生积极参加大学生科技创新研究,学生的申请率达到15%。仅微生物方向的大学生创新实验项目已经有三项得到国家教育部的支持,两项获得学校的资助。

案例教学法既调动了学生学习的积极性,又给了教师极大的发挥空间,真正做到了“教学相长”,对提高教育教学质量、推进素质教育具有积极的意义。

基金项目:2009年天津理工大学教学改革基金项目(YB09-36)

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